题目内容
【题目】按照规定,我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内,某型号货车部分参数如下表所示,王师傅在执行一次运输任务时,开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶15km。请解答该货车在本次运输过程中的下列问题:(g取10N/kg,沙子的密度为2.4×103kg/m3,燃油的热值为4.5×107J/kg)
(1)通过计算判断该货车是否超载?
(2)货车在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍,这段时间内货车牵引力所做的功是多少?
(3)货车在这一过程中消耗燃油4kg,其热机效率是多少?
【答案】见解析
【解析】(1)根据题意知道,车厢的容积是:V=10m3,沙子的密度是:ρ=2.4×103kg/m3,
由ρ=m/V知道装满沙子时沙子的质量是:m沙子=ρ沙子 V=2.4×103 kg/m3 ×10m3 =2.4×104 kg,
所以沙子的重力是:G沙子=m沙子 g=2.4×10^4 kg×10N/kg=2.4×105 N;
车对路面的压力是:F=G总=G车+G沙子=6×104 N+2.4×105 N=3×105 N,
轮胎与地面的总接触面积是:S=10×3×10-2 m2 =0.3m2 ,
所以,车对路面的压强是:p=F/S=3×105N/0.3m2=1×106 Pa,
因为1×106 Pa>P最大 =7×105 Pa,所以该货车已经超载;
(2)货车受到的阻力是:f=0.02G总 =0.02×3×105 N=6000N,
因为货车匀速行驶,所以货车的牵引力与阻力相等,即牵引力是:F=f=6000N,
故牵引力做功是:W=Fs=6000N×15×1000m=9×107 J;
(3)燃油完全燃烧放出的热量:Q放 =mq=4kg×4.5×107 J/kg=1.8×108 J,
货车的热机效率是:η=W/Q放=9×107J/1.8×108J×100%=50%
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)